材料物理化學課程教學探索
時間:2022-12-26 02:32:18
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摘要:《材料物理化學》是材料科學與工程專業方向中一門重要的專業基礎課,該課程注重理論理解與公式推導。該課程的學習將為學生學習材料成形原理提供理論基礎。本文從教學方法、教學模式、教學內容和考核方式環節對《材料物理化學》課程進行教學改革實踐與探索。
關鍵詞:材料物理化學;教學改革;教學質量
《材料物理化學》是材料科學與工程專業重要的專業基礎課程,該課程主要包括物質狀態轉變、化學反應等過程熱力學及動力學特性方面的內容。《材料物理化學》課程意在使學生從理論角度掌握材料傳輸與成形過程的特性,進而能夠通過理論計算預測材料在特定條件下所表現出的行為,這一課程將為后續材料成形原理的學習奠定理論基礎。
《材料物理化學》課程為材料成形理論的學習提供重要的理論基礎。然而,現有的教學模式與考核方式往往無法充分調動學生學習的主動性,間接降低了學生對材料成形原理相關理論的理解能力。目前,廣泛運用的教學方式主要以教師課堂講授為主,成績考核由試卷分數和平時成績兩部分來評定學生對課程內容的掌握情況。這種教學與考核方式導致學生被動、機械地學習理論知識,阻礙了學生對理論的理解及運用能力,也使教學質量處于較低水平。
本文通過對《材料物理化學》課程中教學方法、教學模式、教學內容和考核方式環節進行教學改革,推行課堂講授、啟發、互動型教學和多媒體立體、形象型教學,結合課內實驗環節,優化考核環節,強化學生對《材料物理化學》課程的理論理解和運用能力。
一、教學方法改革
1.聯合教學。《材料物理化學》課程重點講述物質狀態轉變、化學反應等過程熱力學及動力學特性方面的內容,同時將材料學科中的少部分理論內容進行穿插講述。在這種情況下,如果能在講述《材料物理化學》課程部分章節的過程中穿插相關專業課內的具體內容,有利于學生深入理解物理化學知識,同時學生也對相關理論在實踐中的運用具有深刻的認識。然而,部分專業課教師的授課內容存在差異,要準確、及時地將相關教師的授課內容對接到《材料物理化學》教學中難度極大。鑒于上述聯合授課問題,可將《材料物理化學》課程中的部分教學內容提前分配給相關專業課教師,再由專業課教師配合實例講解這些理論。這種教學模式將使每位專業課教師發揮自身的專業優勢,提高《材料物理化學》理論課教學效果。2.實踐環節深化理論教學。《材料物理化學》是一門注重理論學習的專業基礎課,力求通過公式推導過程使學生理解理論的應用方法。如果教師在講授理論知識的同時提出相關的、簡單的工程問題,要求學生依據理論計算給出解決方案,這種教學模式將能夠充分調動學生的學習興趣,使學生在計算的過程中進一步加深理論知識的理解。這種教學方法還可要求學生在理論課程進行的同時,通過查閱資料設置具有理論分析性的簡單實驗并進行理論計算與分析,由此加深《材料物理化學》課程基礎知識的理解。
二、教學模式改革
1.多媒體與板書教學相結合。在《材料物理化學》課程教學的過程中,板書教學方式存在繪圖、書寫占用時間長,形象性弱、無動態性講述等問題,無法實現抽象知識點的形象教學,教學效果不理想。多媒體教學方式通過形象、生動的圖形、圖片、動畫等具體信息將抽象理論形象化,這種方式相對減少了教師完成板書的時間,增加了講解的時間,同時也為師生交流和學生獨立思考留出充分的時間,為啟發式教學提供了基本條件。由此,在《材料物理化學》課程教學的過程中,應設置多媒體教學方式為主體教學方法并將板書教學設置為輔助教學方法,最終實現兩種教學方式相結合的教學模式。2.啟發推動互動型教學。理論抽象、公式多而復雜是《材料物理化學》課程的主要特點。在目前的教學過程中,教師一般先要求學生觀看屏幕上的概念,然后對其含義進行簡單解釋。之后,播放視頻、動畫等多媒體文件對相關概念進一步的講解。相對于傳統的板書教學,盡管這種教學方式的教學效果具有很大提升,但這種方式仍屬于灌輸式教學。本文作者依據自己目前應用的教學方式對以往教學模式進行了優化。例如,在屏幕上給出與理論概念相關的部分內容,同時展示與理論概念相關的圖片、動畫或視頻。屏幕上不完整的概念將激發學生的學習興趣。屏幕上的圖片、動畫或視頻將對不完整概念進行總體、形象的解釋,缺少的文字內容是概念中的關鍵,學生在經歷從抽象到形象的學習與思考過程后,缺少的文字內容最后顯示出來。在這種教學方式中,學生通過觀察、分析和推理依據已知概念來學習未知概念。任課教師在互動型教學模式中應針對關鍵知識點對學生進行提示和啟發。
三、教學內容改革
《材料物理化學》課程注重概念理解及公式推導,為了強化學生對所學知識的理解,可設置開放性實驗室,鼓勵學生自主設計與理論課相關聯的創新性實驗。在這一環節中,學生如遇到難于理解的課堂內容,便可查閱資料并設計相關實驗,在實驗的過程中消化課堂內容,同時也強化了實踐能力。另外,任課教師也可依據《材料物理化學》的教學內容查找與之相關的科研課題并聯系該課題的主持教師,鼓勵學生參與相關科研課題或參加大學生科技創新項目。這種理論教學與科研實踐相結合的方式,不僅可以提高學生對課堂理論的理解能力,還可提高學生的創新能力。
四、考核方式優化
目前,《材料物理化學》課程的考核方式多采用閉卷考試,這種方式使學生機械記憶知識點來通過考試,學生的理論應用能力及創新能力無法在考核成績中充分體現。由此,筆者認為可運用復合考試方式進行考核,即設置70分閉卷考試內容來考查學生對課堂理論知識的掌握程度;設置30分開卷考試內容來考查學生對于理論知識的應用能力。
五、結束語
《材料物理化學》課程已經過四屆學生的教學過程,筆者認為上述教學方法、教學手段和教學內容等方面的改進取得了明顯效果,學生對基本理論的理解能力有所提高。此外,這種教學方式也培養了學生的分析和解決問題的能力。
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作者:易大偉 孫萬昌 師玉璞 田愛芬 張菊梅 單位:西安科技大學材料科學與工程學院